山西潞安聚氯乙烯项目35万m2地基强夯处理

赫英武

1 工程概况

1)山西潞安树脂有限责任公司20万t/年离子膜烧碱、20万t/年聚氯乙烯项目是经山西省发展和改革委员会批准的项目，该项目建设地点在山西省长治市屯留县渔泽镇东固工业园区，项目用地总面积约为350 000 m2，主要建筑包括烧碱装置、聚氯乙烯装置、聚合装置、公用工程及辅助装置、办公及生活设施等建筑。

工程地质勘察表明，拟建厂区原是一个不规则的农田积水区，本场地属采空区，在10年前已进行了采煤作业，采空深度在地下约300 m。由新黄土和回填土组成的地基，土质均匀性差，湿陷性强，无法满足天然地基承载力和变形要求，需进行地基处理。

2)建设、设计、施工和检测单位。该工程建设单位为山西潞安树脂有限责任公司，由中国天辰工程有限公司设计，山西建勘岩土工程有限公司承担施工，山西春晖岩土工程检测公司负责地基处理检测。

2 场地工程地质条件简述

2.1 地层情况

按照勘察报告的描述，根据土工试验、标贯、静探等测试统计结果，本场区地基土承载力特征值评价如下:

第①层耕土，建议清除，第①-1层填矸，建议夯实，第②层粉质黏土，fak=85 kPa，第②-1层黏土，fak=80 kPa，第③层粉质黏土，fak=100 kPa，第③-1层粉砂，fak=110 kPa，第④层粉质黏土，fak=150 kPa，第⑤层粉质黏土，fak=170 kPa，以下略。

2.2 湿陷和液化情况

按照勘察报告的描述，据探井土样湿陷性试验结果判定，地下水位为3.0 m以上的试验区域为非自重湿陷性场地，湿陷等级为Ⅰ级(轻微)，试验区域场地土在3.0 m以下湿陷基本消失。地下水位小于3.0 m的区域，地基土不具液化。

3 强夯地基处理目的与要求

3.1 低能量强夯处理的目的

消除填土层的欠固结性和非自重湿陷性，提高填土层的土体强度，改善填土层的变形性能。

3.2 低能量地基处理的结果要求

1)彻底消除整个粉质黏土层的欠固结性和非自重湿陷性;2)强夯处理后，地基承载力特征值不小于150 kPa;3)强夯处理后，土体压缩模量不小于6MPa;4)强夯处理的有效加固深度不小于4 m。

4 地基处理施工参数设计

4.1 地基处理分区加固的原则

按招标文件要求，由于场地内各建(构)筑物的使用性质和荷载情况不同，且场地地形复杂，因此对场地的地基处理需要划分为不同的区域，对不同区域采用不同的地基处理方法。总体原则是:依据现场施工情况，对整个场地采用低夯击能一次性夯击处理，起夯面从设计场平标高开始。

4.2 本方案地基处理施工参数选取

采用3 000 kN◦m能级，根据设备情况，能级组合见表1。

表1 强夯能级组合一览表

5 施工概况

采用两遍主夯+一遍满夯的工艺。

主夯，能级采用3 000 kN◦m，夯点按 5 m×5 m正方形布置。第一遍主夯点完工后，整平场地，进行第二遍主夯点施工，最后将场地整平完成满夯施工。单点夯击次数6击～10击，最后两击的平均夯沉量不宜大于50 mm，两遍主夯间隔时间按3周～4周进行控制。两遍主夯满夯，能级为1 500 kN◦m，锤印搭接 1/4，每点击数为3击，1遍完成。施工过程中有专人负责强夯参数的监测，详细记录各项参数和施工情况。

本场地从2009年8月开始试夯，2010年4月底全部完工，施工效率平均为180锤/台班，每个工作班处理面积约260 m2。

6 地基处理效果简要分析

强夯法处理地基，能否达到预期的效果，要靠施工后测试检验来证实。本工程地基处理的检验方法主要是取样法、触探法和载荷试验法。

6.1 夯沉量

正式施工时，强夯参数与试夯基本相同，整个场区东部夯沉量为0.9 m～1.2 m，西部夯沉量为0.7 m～0.9 m，平均为1.0 m。

6.2 有效加固深度和土体压缩模量

经检测报告提出，强夯的有效加固深度大多不小于4 m，但也有个别检测点的影响深度在3.5 m。整体效果虽然不完全满足设计要求，但承载力和土体的压缩模量满足设计要求，经专家对本次强夯效果的综合分析评价，认为强夯处理后的地基基本达到预期效果，可在地基土上建厂。

6.3 夯后地基的湿陷性

经强夯处理后取样检测，土层的湿陷性系数基本小于0.015，但也有几处土层的湿陷性系数大于 0.015，最大值为0.017，检测报告给出评价，经强夯处理后整个场地的湿陷性基本消除。

6.4 夯后地基承载力

根据强夯处理后地基土的主要物理力学指标及有关原位测试结果，可知强夯加固范围内地基土的承载力普遍提高，各主要建筑物的地基土承载力基本满足设计要求，但也有极个别相对偏低区域，原因是强夯时出现“橡皮土”的地段，对此地段已采取了挖除后换以3∶7灰土垫层的处理方法。

7 强夯施工的几点体会

1)强夯施工时应提前对场区土进行取样，以掌握土体的含水量，根据经验，土体的最佳含水量在15%～20%，对不满足或严重超标的含水量，应采取必要的施工措施，为强夯施工后收到较好的效果提供必要的基础条件。2)强夯施工时每遍的间歇时间应根据现场的实际情况进行调整，如对于黏土层，规范规定强夯时两遍的间歇控制在3周～4周，如天气晴朗干燥，可在10 d～15 d进行下一遍施工，即可收到较好的强夯效果，如在雨季，可适当延长间歇时间，可按5周～6周进行控制。3)强夯施工如果是在冬季，施工时土体表层的冻土层不宜超过5 cm，如超过5 cm时建议将表层土体清除，施工时锤击数可根据情况增加1击～2击。

[1] 曾 晖，刘曙光.击实试验在强夯加固地基中的应用[J].山西建筑，2009，35(8):105-106.